Хімія і чарівні гриби
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Мені хочеться розповісти історію, що наочно показує, як іноді сучасна наука використовує найдавніші пізнання людей. Це розповідь про ті чудові результати, які можуть бути отримані, коли представники різних дисциплін, які не мають, здавалося б, нічого спільного між собою, співпрацюють, передаючи один одному естафету наукових відкриттів.
Початок історії загубився в глибині століть, десь понад два тисячоліття тому. Саме такий вік дивних кам’яних скульптур, які знайшли під час археологічних розкопок у Гватемалі. Ці скульптури мають форму гриба, схожого на підосичники, на ніжці якого викарбовано зображення міфічного духа або бога. Гриби-ідоли, виліплені в III-VI століттях нашої ери, належать племенам майя-кічу, які жили в гірських районах Гватемали. В ті часи у жителів Центральної Америки існував якийсь культ священних грибів. У знаменитій хроніці монаха-францисканця Бернардіно де Саагуна, що жив з 1529 по 1590 рік, говориться, що індіанці, що населяли зруйновану іспанцями країну ацтеків, під час своїх релігійних свят вживали якийсь невідомий чарівний гриб, що викликає сп’яніння і галюцинації.
Іспанський монах називає цей гриб породженням диявола, але індіанці вважали, що в ньому міститься божественна сила, і назвали його «теонанакатль», що означає «божественний гриб». Індіанці вірили, що вживання диявольського гриба було привілеєм жерців. Він був здатний, на їхню думку, перетворювати жерців в ясновидців, дозволяв дізнаватися причини хвороб і вказувати шляхи зцілення.
Пізніше відомості про чарівні гриби загубилися. Спочатку вказівки літописців розглядали як плід середньовічної забобони, а потім і зовсім забули про чарівні гриби. На початку минулого століття деякі ботаніки висловили переконання, що іспанські літописці стали жертвою непорозуміння і сплутали гриби з мексиканськими кактусами, деякі види яких, як відомо, містять дурманящі алкалоїди.
Про магічні гриби згадали знову в 1936 році. Один з мандрівників, який вивчав звичаї південноамериканських індіанців, зробив важливе відкриття. Виявилося, що в деяких віддалених гірських районах півдня Мексики до сих пір збереглися таємничі язичницькі нічні обряди, під час яких тубільці їдять сирі гриби.
Незабаром почалася друга світова війна, вченим було не до грибів, і можливо, що на цьому історія з грибами закінчилася б, якби нею не зацікавилася одна американська пара – банківський службовець Р. Дж. Уоссон та його дружина Віра Павлівна – дитячий лікар. Вже понад тридцять років подружжя захоплювалося надзвичайно рідкісною наукою – етномікологією, наукою, яка вивчала вплив грибів на розвиток культури різних народів. У 1953 році вони вдвох вирушили «по гриби» в гірську мексиканську країну мацатеків.
Індіанці зустріли мандрівників з великою недовірою. Щоб подолати страх і відчуженість місцевих жителів, подружжя-етномікологи оселилися в їх селі. Неохоче погодилися індіанці поділитися з ними своєю таємницею. Лише через два роки Уоссону вперше вдалося бути присутнім при таємному грибному обряді. Він був першим білим чоловіком, якому індіанці дозволили скуштувати божественних грибів. Святкування відбувалося вночі у покинутій хатині на околиці села. У ньому химерно перемішалися язичницькі обряди і ритуал католицької церкви. У напівтемній хатині був споруджений вівтар з розп’яттям, поруч з ним лежали священні язичницькі гриби. Керувала обрядом стара жінка – шаманка, Вимовивши молитви, вона з’їла дванадцять грибів та роздала по кілька грибів кожному з присутніх.
Потім вона почала свій релігійний обрядовий танець. Монотонним співом вона передавала зміст своїх видінь. Поступово всі присутні впали в дивний стан напівзабуття. Уоссон в своєму звіті описує, як він безуспішно боровся з дією гриба, намагаючись зберегти об’єктивність. Спочатку перед його очима з’явилися характерні індіанські кольорові орнаменти, потім виникли різні видіння і навіть забуті епізоди з власного далекого дитинства. Грибний бенкет тривав всю ніч, лише під ранок всі присутні заснули.
Повернувшись на батьківщину, Уоссон зв’язався з відомим французьким мікологом професором Геймом та вмовив його відправитися з ним у нову експедицію за чарівними грибами. Гейм відніс ці гриби до сімейства Stophariaceae. Незабаром йому вдалося виростити в лабораторних умовах один з цих видів грибів, що отримав наукову назву «псилоцібе Мексикана Гейм».
Після цього грибну естафету прийняли хіміки, які здійснили спроби виділити діючий початок чарівних грибів і з’ясувати його хімічну будову. Спочатку ця робота натрапила на несподівану і дуже серйозну перешкоду. Виявилося, що піддослідні тварини – миші і собаки – абсолютно не реагували на висушені гриби. Чи не втрачають гриби свою чарівну дію при сушінні або ж при вирощуванні в штучних умовах?
Тоді швейцарський хімік А. Гофман зважився випробувати дію грибів на собі. Він з’їв близько двох грамів висушених грибів і заніс свої враження в лабораторний журнал. Цікаво, що і він бачив характерні індіанські орнаменти та поєднання фарб, хоча ніколи не бував в Південній Америці і раніше не мав справи з етнографією. Напівсвідомий стан сп’яніння тривав 6 годин. Коли Гофман прокинувся, йому здавалося, що він повернувся додому з тривалої подорожі в далекий, але цілком реальний світ. Після цього стало ясно, що тільки людина є досить чутливим біологічним індикатором на речовину чарівних грибів. Надалі хімікам доводилося весь час перевіряти його дію на самих себе. При цьому вони застосовували значно менші дози, безпечні і не позбавляли експериментатора працездатності.
Для виділення чинного початку подрібнені гриби спершу екстрагували хлороформом. Хлороформний екстракт абсолютно не володів дією чарівних грибів, але залишок виявився значно більш активним, ніж самі гриби. Тоді залишок промили ацетоном, і знову вся активність зосередилася в нерозчинному залишку. Але коли останній промивали етиловим спиртом, активним виходив вже екстракт, причому витягнута речовина діяла в 20 разів сильніше, ніж самі гриби.
Для подальшого вивчення чинного початку дослідники застосували метод хроматографії. Цей метод, відкритий ще на початку минулого століття знаменитим російським ботаніком М. Цветом, заснований на тому, що різні хімічні сполуки утримуються з різною силою в твердих пористих речовинах або порошках. Тому, коли суміш декількох з’єднань вносять в трубку, наповнену, наприклад, глиноземом, і потім промивають трубку зверху вниз різними розчинниками, компоненти суміші вимиваються не разом, а по черзі, тобто відбувається поділ суміші на окремі складові. Гофман і його колеги використовували для виділення чинного початку чарівних грибів одну з видозмін методу Цвета, так званий метод паперової хроматографії, при якому в якості пористої речовини застосовують аркуш паперу, а суміш речовин розподіляється між двома рідинами, що не змішуються між собою.
Для Гофмана було дуже важливо, що паперова хроматографія дозволяє розділити дуже невеликі кількості сумішей. У його розпорядженні було всього лише п’ятдесят тисячних часток грама речовини (вірніше, суміші речовини), вилученої з грибів. Цю суміш речовини нанесли на лист фільтрувального паперу, нижній край якої потім опустили в суміш води та бутилового спирту. Незабаром ця рідина просочила весь лист, і через деякий час на ньому утворилися чотири зони у вигляді окремих горизонтальних смужок. Кожну смужку вирізали, промили її метиловим спиртом, а витягнуті речовини роздали чотирьом хімікам «на випробування». Тільки один з них, що з’їв речовину з смужки № 3 (її всього виявилося п’ять тисячних часток грама), відчув притуплювальну дію. Після деяких додаткових маніпуляцій дослідникам вдалося виділити діючий початок чарівних грибів у вигляді білих тонких голчастих кристаликів. На ім’я самого гриба вони назвали цю речовину псилоцибіном.
Для того щоб приступити до вивчення хімічної будови псилоцибіна, довелося роздобути нові партії мексиканських грибів, але так як шлях очищення і виділення препарату один раз вже був пройдений, тепер це завдання можна було вирішити значно швидше. Незабаром в руках Гофмана і його співробітників виявилася достатня кількість цієї речовини, і вони показали, що псилоцибін належить до поширеного в живій природі класу органічних речовин, що є похідними індолу. В молекулу індолу входить шестичленне кільце бензолу і ще два атоми вуглецю і один атом азоту, розташовані так, що утворюється п’ятичленне кільце (так зване кільце піррола). Псилоцибін відрізняється від індолу тим, що в ньому до бензольного кільця приєднана молекула фосфорної кислоти, а пиррольне кільце має бічний ланцюжок з двох вуглецевих атомів і одного атома азоту, при якому знаходяться дві метильні групи.
За вивчення нового з’єднання взялися фармакологи і психіатри. Вони дуже зацікавилися речовинами з дією, подібною до дії псилоцибіна, так як ці так звані психотропні сполуки (тобто такі, що змінюють психічний стан) в деяких випадках надавали сприятливий вплив при лікуванні душевних захворювань. Виявилося, що характер дії псилоцибіна дуже сильно залежить від прийнятої дози. Вже дві або три тисячні частки грама препарату при прийомі всередину змінюють настрій і викликають стан загального нервового розслаблення, який поєднується нерідко з почуттям фізичної втоми, а іноді невагомості. При збільшенні дози в 2-3 рази змінюються відчуття простору і часу, виникають ілюзії, галюцинації, людина впадає в півсон, в якому часто згадуються давно забуті епізоди і переживання.
Саме ця особливість дій псилоцибіна, а також його загальний розслаблюючий вплив на хворого могли б мати велике значення для лікування деяких важких душевних розладів.
Тепер на сцені знову з’явилися хіміки. Бачачи, що лікарі виявляють підвищений інтерес до їх дітища, вони вирішили зробити його більш доступним. Адже штучне вирощування мексиканських грибів – справа нелегка, а щоб добути 1 грам псилоцибіна, потрібно переробити близько тисячі грибів. Чи не вигідніше синтезувати псилоцибін в лабораторії або на заводі з більш простих похідних індолу? Після наполегливої роботи такий синтез був здійснений. Отриманий синтетичний продукт нічим не відрізнявся від природного. Хоча синтез і включав десять окремих стадій, все ж виявилося набагато раціональніше отримувати штучний псилоцибін на заводі, ніж виділяти його з грибів.
А результатом всіх цих наукових досліджень стало отримання ЛСД – психоактивної речовини з сімейства лізергамідов, що впливає на психіку, а також в даний час одного з відомих наркотиків. Можливо це дивно читати, але спочатку багато вчениї, серед них відомий чеський психолог Станіслаф Гроф, мали щодо ЛСД більш радісні очікування, Гроф за допомогою спеціальних ЛСД сесій навіть намагався лікувати хворих на рак (до слова в Швейцарії ЛСД-терапія офіційно дозволена для важких ракових хворих і по цей день). Але потім на жаль, коли виявився руйнівний вплив ЛСД на психіку людини всі ці експерименти довелося припинити.
Автор: Л. Бергельсон.